INTERRVIE (Interactions Terre/Vie)

INTERRVIE (Interactions Terre/Vie)
Appel d’offres INSU 2014
Résumé :
L’étude de la Terre Vivante a comme objectif de mieux comprendre les interactions actuelles
et passées entre la Géosphère et la Biosphère et de comprendre comment la Terre et la Vie se
sont influencées mutuellement au cours des temps géologiques conduisant au système
Terre/Vie actuel.
Un des objectifs majeurs du présent appel d’offres est de susciter les études pluridisciplinaires
associant paléontologues et géomicrobiologistes, mais aussi géochimistes, biologistes
moléculaires, chimistes ou physiciens et visant à progresser sur :
1) la connaissance des étapes clé des interactions entre biosphère et géosphère ;
2) la compréhension de processus/mécanismes clé de la géobiologie et/ou enfin ;
3) l’application de nouveaux outils analytiques permettant une étude fonctionnelle plus
fine des objets géobiologiques.
Cadre général :
L’étude de la Terre Vivante, aussi nommée géobiologie, a comme objectif de mieux
comprendre les interactions actuelles et passées entre la Géosphère et la Biosphère ; en
d’autres termes il s’agit de comprendre comment la Terre et la Vie se sont influencés
mutuellement au cours du temps géologique conduisant au système Terre/Vie actuel. Ces
interactions entre le Vivant et le Minéral se font à différentes échelles de temps et d’espace.
Dans ce but, il faut associer des cultures et des savoir-faire hautement multidisciplinaires, en
premier lieu ceux des paléontologues et des géomicrobiologistes, mais aussi des géochimistes,
biologistes moléculaires, chimistes ou physiciens.
Un des objectifs majeurs du présent appel d’offre est de susciter les études pluridisciplinaires,
utilisant des approches de terrain, des expériences de laboratoire ou la modélisation, et visant
à progresser sur :
 la connaissance de certaines étapes clé des interactions entre biosphère et géosphère,
et/ou
 une meilleure compréhension de certains processus/mécanismes clé de la géobiologie
et/ou enfin
 l’application de nouveaux outils analytiques permettant une étude fonctionnelle plus
fine des objets géobiologiques.
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Quelques orientations :
Pour préciser ces trois niveaux d’étude possible, quelques orientations pouvant servir de
cadre général aux projets proposés, mais non-exclusives d’autres pistes pertinentes ont été
identifiées sur la base des conclusions du colloque de prospectives des Sciences de la Terre
organisé en Octobre 2008 à Aussois :
1*. Approfondir la connaissance de certaines étapes clés des interactions entre Biosphère et
Géosphère, par exemple :
 l’apparition, les épisodes de diversification et les crises du Vivant ;
 l’émergence des différents métabolismes du Vivant et leur influence sur le
fonctionnement géochimique de la surface de la Terre ;
 le développement de la biosphère continentale et ses interactions avec la surface de la
Terre depuis la terrestrialisation, notamment son impact sur les paléoclimats.
2*. Comprendre certains processus/mécanismes clé de la géobiologie :
 Les mécanismes de fossilisation, notamment de préservation exceptionnelle ou
différentielle. Il s’agit d’évaluer quelles caractéristiques primaires peuvent être
préservées et donner ainsi des informations de premier ordre pour la reconstruction des
paléoenvironnements et la connaissance de la paléobiodiversité. De plus, il s’agit de
comprendre quelles conditions et quels mécanismes minéralogiques et biogéochimiques
permettent de préserver ou d’empêcher la dégradation de microorganismes, tissus
végétaux, etc. Dans ce cadre, le recours à des expériences de taphonomie expérimentale
est notamment très encouragé ;
 La biominéralisation : ce processus est l’apanage de nombreux embranchements de
l’arbre de la Vie (Bactéries, Archaea, Eucaryotes unicellulaires et métazoaires). Il peut
être contrôlé ou induit, et peut revêtir diverses fonctions. La biominéralisation (dont
l’organo-minéralisation) conduit également à des structures durables dans
l’enregistrement géologique qui peuvent nous renseigner sur les conditions
paléoclimatiques et paléoenvironnementales ou les premières traces de Vie. Enfin, elle
contribue à la formation d’un important puits biologique de carbone. On connaît
cependant peu de choses sur la structure des biominéralisations à différentes échelles,
leurs mécanismes de formation ainsi que l’évolution des processus biominéralisateurs au
cours des temps géologiques ;
 Les processus d’altération catalysés par le vivant ainsi que les processus microbiens
contrôlant la géochimie des fluides. Les biosphères de surface et de profondeur
contribuent, et ont contribué à l’altération des croûtes continentales et océaniques ainsi
qu’au contrôle de la chimie des fluides de profondeur ; mais on estime mal l’importance
de ces processus ainsi que leur évolution au cours des temps géologiques, notamment
leur impact sur le couplage entre tectonique/climat/érosion/biosphère et on en connaît
peu les mécanismes.
3*. Développer les outils d’étude des objets géobiologiques :
 Développer et appliquer l’imagerie fonctionnelle et/ou taxonomique des interfaces
vivant/minéral ainsi que les nouvelles techniques d’imagerie non destructives de fossiles
à différentes échelles (par exemple par synchrotron, cryo-microscopie électronique,
immunomarquages et marquage d’acides nucléiques, spectroscopies diverses, imageries
isotopiques ou cartographie d’éléments trace, etc…) ;
 Développer et appliquer l’étude génétique, génomique, métagénomique,
métatranscriptomique et métaprotéomique des interactions vivant/minéral pour mieux
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comprendre le fonctionnement d'écosystèmes fortement minéralisés, en voie de
fossilisation, et/ou les mécanismes de biominéralisation ;
 Développer et appliquer le couplage de la phylogénie moléculaire et la génomique
comparative avec les données paléontologiques et les biomarqueurs pour mieux
comprendre l’histoire de certaines étapes clés des interactions entre Biosphère et
Géosphère ;
 Développer une meilleure compréhension et quantification des fractionnements
isotopiques par le vivant dans le but in fine de pouvoir reconstituer les paléo-régimes
alimentaires, d’obtenir des proxies paléoenvironnementaux fiables, ou encore de mieux
comprendre la Terre Archéenne et les métabolismes qui opéraient alors. L’étude
expérimentale des communautés sera particulièrement privilégiée.
1.
Les projets soumis à Syster et comportant un volet paléontologique, ou plus
généralement décrivant l’évolution de la vie, doivent explicitement l’inclure dans une
approche intégrée du système Terre (enregistrement paléontologique en lien avec
l’évolution interne et/ou externe du système Terre). En fonction de l’importance relative de
ce volet paléontologique, le projet pourra être potentiellement évalué dans le cadre des deux
appels d’offres Syster et Interrvie.
2.
Les projets traitant de l’évolution climatique et biogéochimique de la surface de la
Terre au cours du Quaternaire doivent être déposé à l’AO Paleo2 (INSU-INEE).
L'appel d'offres INTERRVIE soutiendra en priorité les programmes pluridisciplinaires, mais
un soutien particulier pourra être accordé à des projets novateurs, ou tout au moins
remarquables, émanant d'un seul chercheur ou enseignant-chercheur. Les demandes pourront
être rédigées en anglais. Pour information, le montant attribué l’an dernier aux projets
Interrvie a été en moyenne 5-6 keuros.
Responsables : Vanini Aloisi ([email protected])
Thomas Servais ([email protected])
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